Способ получения неорганическо-органического пеноматериала

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 08 -4. 9/О ИЙ ЗОБРЕТ НИ К ПАТЕН 1 баяси ство СССР(прототип)ЕОРГАНИТЕРИАЛАной с гентом е фосф и и с СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) Акира Есино, Цунео Вакаи Исаму Ивами (Япония ),8010200 тем, что, с целью повышения прочности при сжатии снижения горючес) ти и влагопоглощения пеноматеоиала в качестве термооеактивной смолы исйользуют водный раствор карбамидной смолы или фенолформальдегидной смолы, или меламиновой смолы, а в качестве соли фосфорной кислоты применяют.отвержденный продукт реакции фосфорной кислоты с гидроокисью алюминия и окисью цинка или первичный фосфат алюминия, или продукт реакции фосфорной кислоты с гидроокис-ью алюминия, окисью магния, окисью цинка, гидроокисью натрия при соотношении иона металла и иона фосфора,равном 1:9-3:4, и при соотношении атома металла и атома фосфора, равном 1;6"3;2.50 Изобоетение относитСя к получению губчатого материала, получаемогона основе органическо-неорганического связующего, и может быть использовано в различных областях промышпенности в качестве теплоиэоляционного огнеупорного материала.Известен способ получения неорганическо-органического пеноматериа 10ла путем смешения термореактивнои,смолы с вспенивающего-отвеождающимагентом, кислым катализатором и со"лью Фосфорной кислоты,В качестве соли Фосфорной кислоты используют продукт реакции окисимтапла (окиси меди) и ортофосфоо"ной кислоты при соотношении иона металла к ионч фосфора, оавнам О, и.соотношении атома металла к атому фосфора, равном 0 1.17.При получении пеноматериала неорганические компоненты диспергируют впорошкообраэной форме в стенки ячеек,состоящих из органических,компонентов. В результате получаемый материал характеризуется низкой прочностьюпри сжатии, повышенным влагопоглощением и горючестью.Целью изобретения является повышение прочности при сжатии, сниже- З 0ние горючести и влагопоглощения материала,Указанная цель аостигается тем,цто при полччении неооганическо-ооганического пеноматериала путемсмешения термореактивной смолы с вспенивающеотверждающим агентом, кислым катализатором и сольюФосфорной кислоты, в качестве тер, мореактивной смолы используют водный раствор карбамидной смолы илифенолфармальдегидной смолы, илимеламиновой смолы, а в качестве .соли Фосфорной кислоты применяютотвержденный продукт реакции Фосфорной кислоты с гидроокисью алюминия. и окисью цинка или первичный фосфат алюминия, или продукт реакции фосфорной кислоты сгидроокисью алюминия, окисью магния. окисью цинка. гипроокигьюнатпия при соотношении иона металла и иона фосФора (Е), равном1:9- 3:1, и при соотношении атомаметалла и атома фосфора (М/Р),равном 1:6-3:2.55Стенки ячеек получаемого пеномвтериала состоят из неорганических и органических компонентов, в результате чего улучшаются прочностные характеристики материала, снижается водопоглощение и горючестьВ примерах термическая проводимость измеоена при посредстве АЬТМС 518, Кислородный индекс измеряется при помощи тестера воспламеняемости ОИ(производимого Суга Тестинг Машин Компани Лимитед ), используя проверочнчю полоскуммх 5 мм х100 мм,П р и и е р 1, Содержание компонентов, вес.ч.:фосфорная кислота (75"ь-ный водный раствор) 160Гидроокись алюминия 20Окись цинка 35Указанные компоненты пеоемешивают,для проведения реакции, вследствиечего полччают. прозрачный вязкий раство, имеюший Е-значение О,М иМ/Р-значение 0,56.Готовят также жидкий раствор, имеющий 30 вес.ч. расплавленной окисимагния, распределенных в 50 вес.ч.водного раствора карбамидной смолы.Оба раствора смешивают вместе иперемешивают. Смесь помещают в формо.вочную раму размером 2 см х 2 см хх 10 си. После 6 ч отверждение считается законченным, при полученииблока отвержденного продукта, имеющего Е-значение 0,8 ч и М/Р-значение1,5. Полученный продукт полупрозрачный и имеет удельный вес.1,9 прочность на сжатие 650 кг/см и кислородный индекс 90 или более.П р и м е р 2, Содержание компонентов,вес,чФосфорная кислота (754-ный водныйраствор) 80Гидроокись алюминия 10. Окись цинка 17,5Указанные компоненты смешивают дляпроведения реакции, вследствие чегополучают прозрачный вязкий раствор,имеющий Е-значение,О,Н и М/Р-значение 0,56; Готовят также жидкий раствор, имеющий 15 вес.ч, полностью обоженной окиси магния, распределенной и 500 вес.ч, карбамидной смолы, который использован в примере 1.50025 160 45 3 10200Оба раствора смешивают вместе,подвергает перемешиванию и подаютв формовочную раму размером 2 см хх 2 см х 10 см. Отформованный продукт считается полност,ью .отвердевшим .после 6 ч при образовании блока отвержденного продукта, имеющегоЕ-значение 0,84 и И/Р-значение 1,5,содержащего 106 вес. ч, отвержденно. го,продукта соли фосфорной кислоты.и 350 вес,ч, отвержденного продукта карбамидной смолы, Данный от.вержденный продукт является полупрозрачным и имеет удельный вес 1;5, прочность на сжатие 1050 кг/см и кислородный индекс 55,0.Сравнит ел ьный прим е р 1. Содержание компонентов,вес, ч.:Вод,й раст вор 20карбамиднойсмолы (содержание твердых частиц 70 )Порошок безводного сульфата кальция . 100К жидкому раствору, приготовленному смешиванием указанных компонен.тов, добавляют 10 вес.ч, 104-ного.водного раствора фосфорной кислоты.Результирующая смесь подается вформовочную раму размером 2 см хх 2 см х 10 см. После 3 ч достигается полное отвердеваниеПриготовленный таким образомотвержденный продукт, содержащий100 вес.ч, порошка безводногосульфата кальций. и 350 вес.ц. отвержденного продукта карбамиднойсмолы имеет удельный вес 1,5,1 Фпрочност ь на сжатие 850 кг/см икислородный индекс 25,0.П р и м е р 3. Содержание компонентов, .вес.ч.:ФосФорная кислота54-ной водный растворГидроокись алюминия. 20Окись цинка 35Указанные компоненты смешивают 50до получения прозрачного вязкого раствора , имеющего Е-знацвние 0,44 иИ/Р-значение 0,56 .К указанному раствору добавляют100 вес.ч, карбамидной,смолы (со удержание твердых частиц 70). для;получения более вязкого прозрачногораствора. Непосредственно вслед за 07 4этим к раствору добавляют 70 вес,ч,порошкообразного основного карбоната магния , который должен полностью смешаться с раствором. Пенообразование начинается непосредственно после того, как смесь пюлностью отвердеет 6 ч, Е-значениепосле расширения и отверждения должно быть равным 0,84, а М/Г-.значение 1,5.Данный губчатый продукт должениметь объемную плотность 0,09,средний диаметр 1,9 и термическуюпроводимость 0,035 ккал/м.чц С.П р и м е р ы 4,5 и с р а в н ит е л ь н ы е и р и м е р ы 2,3.Аналогично примеру 1 за исключение того, что количестЬо водногораствора карбамидной смолы изменяется в соответствии с табл.1,Каждый из полученных губчатыхпродуктов имеет свойства, указанные в табл,2.П р и м е р,67 и с р а в н ит е л ь н ы е и р.и м е р ы 4,5;Приготавливают растворы фосфорнойкислоты, имеющие составы, приведенные в табл,3,Два раствора, а именно; каждыйиз растворов фосфорнокислой соли,имеющий указанный состав, и 200 вес.ч,раствора карбамидной смолы (содержание твердых частиц 703 ), имеющего полностью диспергированные50 вес.ц, силиката алюминия,.40 вес,ч.окиси магния и 15 вес.чпентана, распределенные в нем, смешиваютвместе и оставляют стоять. Результаты сведены в табл,4,С р а в н и т е л ь н ы й и р и м е р 6. Аналогично примеру .3 за исключением того, что вместо 70 вес.ч. основного карбоната магния добавляют 5 вес.ч. Результирующий губчатый и отвердевший продукт обладает Е-значением 0,64 и М/Р-значением 0,86г Полученный губчатый продукт очень гигооскопи чен и дает кислую реакцию даже через 48 ч.П р и м е р 8 . Содержание ком- . понентов, вес.ч,:Первичный фосфат алюминия (504-.ный вод.ный раствор, Е-значение 0,33, М/Р-значение 0,33)07 10.200 125 Таблица 1 Содержание, вес.ч, в примере Компонент 5 сравнительном 3 сравнительном 2 Карбамиднаясмола 2,0 600 1500 50 Карбамидная смола 0,6 429 х Содержание карбамидной смолы: твердая карбамидная смола (вес,ч,) Ф на 100 вес.ч, отвержденной соли фосфорной кислоты,3фенольная смола типа резола (80-ный.водный раствор) 125Алюминиевая пудра . 20После смешивания указанных компонентов смесь выдерживают при 80 Св течение 30 мин при сушке горячимвоздухом, После отвердевания губчатый продукт имеет Е-значение1,0,. М(Р-значение 1,0 и удельный 10вес 0,08,Данный губчатый продукт остаетсяв электрической печи, установленнойна 800 ОС, в течение 1 ч. После кальцинации губчатый продукт обесцвечивается в темноте, но его исходнаяячеистая структура сохраняется.Сравнител ьный прим е р 7. Содержание компонентов,вес, ч.:Фенольная смола типарезола (804-ный водный раствор )Порошок третичногофосфата алюминия 95 25Пентан 5К раствору, смешанному из указанных компонентов добавляют20 вес. ч. 104-ного водного растворафосфорной кислоты, в котором растворяют 2,0 вес.ч, п-толуол сернистой кислоты, Смесь оставляют стоять при 20-24 С, Через 1 мин начинается пенообразование с. выделениемтепла, которое приводит к образованию губчатого продукта, имеющего удельный вес 0,12.Этот губчатый продукт оставляют в электрической печи, установленной на 800 С, в течение 1 ч. После калъцинации сохраняется только порошкообразный карбонизированный продукт.П р и м е р 9.Содержание компонентов вес.ч.:фосфорная кислота (754-ный водный ра ст вор ) 160Гидроокись алюминия 20Окись цинка 20Указанные компоненты смешивают до получения прозрачного и вязкого раствора, После дополнительного добавления 1,0 вес.ч. лауриламина в качестве водоотталкивающего средства и 2,0 вес,ч, бумажной пульпы в качестве усиливающего материала к раствору 100 вес.ч, водного раствора меламйновой смолы, в котором разведено 20 вес.ч., пудры металлического алюминия, добавляют к смеси . После полного смешивания смесь оставляют в сушке с горячим воздухом, установленной на 100 С, в течение 30 мин,Результирующий губчатый продукт имеет удельный вес 0,16 и также наделен свойством полного водоотталкивания.1020007 Таблица 2 Свойства продукта Кислородныйиндекс Прочностьна сжатие,кг/см Объемная Средний плотность диаметрячеек,мм Пример сравнительнйй 2 0,06 0,07Т а б л и ц а 3 Пример Показатели сравнительный 5сравнительный 160 160 160 160 20 20 Нет 10 Нет 20 2020 5,0 Гидроокись натрия,вес,ч. 20 Нет Нет Нет 0,85 0,53 0,07 Е-значение 0,66 1 э 17 О,Й 1 0,10 И/Р-значение Бесцветный и прозрачный Белыймутный Состояние Таблица Пример Свойства Сравнительный ч Пенообразование, сильное выделениетепла с большой усадкай вплоть доотвердевания.Пенообразование с умеренным выделением тепла, удельный вес 0,13 Пенообразование с умеренным выделением тепла, удельный вес 0,18 Выделения тепла и пенообразования нет Сравнительный 5 ВНИИПЙ Заказ 37 ч 2/56 Тираж 194 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,754-ный водныйраствор фосфорнойкислоты, вес,ч.Гидроокись алюминия,вес.ч. Окись магния, вес.ч.Окись цинка, вес.ч. Температурная проводи мост ь,ккал/мч С 0,039 0,038 О,Оч 8 0,088 1,5 17,8 35,0